Prüfvorrichtungen für natürliche und artifizielle Biomaterialien

Forschungen an Biomaterialien erfordern, dass die Prüfumgebung weitestgehend den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht. Daher wird in diesem Bereich vorzugsweise in Mediumbehältern oder kompletten sogenannten Brutschränken geprüft. Bei dieser Anwendung werden zum Beispiel Zellen aus dem Knochenmark auf ein Trägermaterial aufgebracht und in einer Nährflüssigkeit unter zyklischer, mechanischer Stimulation kultiviert.

Dabei ist eine Umgebungstemperatur von 37 °C, eine Luftfeuchte von 100 % und eine zyklische Beanspruchung (ZwickRoell Prüfmaschine mit elektromechanischem Prüfzylinder) unter zum Teil sehr geringen Kräften erforderlich. Über einen Stempel, welcher von oben in den Brutschrank integriert ist, wird die Kraft auf die Probe gebracht. Die in Nährflüssigkeit getränkten Proben werden mit CO2 oder N2 umspült (5 - 8 %), um den PH Wert einzustellen. Die Dehnungen liegen zwischen 30 und 100 μm.

Für diese Prüfung von Knochenersatzmaterialien werden mit Knochenzellen besiedelte Scaffolds durch zyklische Belastung bei Dehnungen größer als =1 µm in-vitro stimuliert. Diese Knochenersatzsubstrate werden zur Förderung der Bruchheilung oder zum Gewebe- und Knochenzellenwachstum auf Implantaten eingesetzt. Damit entfällt die Entnahme von körpereigenem Knochenmaterial aus anderen Bereichen des Patientenskeletts.